1억년 이상 전 우주에서 일어난 거대한 폭발의 잔해인 방사성 물질이 지금도 지구에 계속해서 떨어지고 있다는 연구 결과가 나왔다.
독일 헬름홀츠-젠트룸 드레스덴-로젠도르프(HZDR) 연구팀은 16일(현지시간) 국제학술지 '네이처 천문학'에 태평양 심해 지각에서 발견된 방사성 동위원소 분석을 통해 이 같은 사실을 확인했다고 밝혔다.
연구팀은 태평양 수심 4830m에서 채취한 망간단괴 지각에서 플루토늄의 방사성 동위원소인 '플루토늄-244'를 발견했다. 플루토늄-244는 중성자별 두 개가 충돌하는 '킬로노바'와 같은 희귀한 우주 현상에서만 생성되는 것으로 알려져 있다.
플루토늄-244의 반감기는 약 8100만년이다. 따라서 태양계 형성 초기에 지구에 포함됐던 원시 플루토늄은 이미 오래전에 모두 붕괴했다. 현재 지구에서 발견되는 플루토늄-244는 외부 우주에서 유입된 것으로 추정된다.
연구팀은 폭발 시점을 특정하기 위해 플루토늄-244와 함께 생성되는 또 다른 방사성 동위원소 '큐륨-247'의 흔적을 찾았다. 큐륨-247의 반감기는 1600만년으로 플루토늄-244보다 훨씬 짧다.
분석 결과, 지각 샘플에서는 큐륨-247이 발견되지 않았다. 이는 해당 폭발이 큐륨-247이 모두 붕괴할 만큼 충분히 오래전에, 즉 1억년 이상 전에 일어났음을 시사한다.
호주 원자력과학기술기구(ANSTO)의 마이클 호치키스 박사는 "큐륨-247이 없다는 사실은 폭발이 아주 오래전에 일어났다는 것을 말해준다"고 설명했다.
연구팀은 또한 반감기가 260만년으로 비교적 짧은 '철-60'도 함께 분석했다. 이전 연구에서는 철-60의 존재를 근거로 약 250만년과 700만년 전 근접한 초신성 폭발이 있었던 것으로 추정했다. 이번 연구를 통해 플루토늄-244는 이 초신성들과는 다른, 훨씬 더 오래된 기원을 가진 것으로 밝혀졌다.
이번 발견은 태양계가 은하수를 항해하며 겪어온 역사를 이해하는 단서를 제공한다. 또한 지구의 중금속이 어디서 왔는지, 과거 우주 폭발이 지구 생명체 진화에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 후속 연구의 길을 열었다.